從分子水平理解基因的顯性和隱性

王 燕 阮緒芝 孫曉東 龔 堅

湖北醫藥學院基礎醫學研究所，湖北省十堰市 442000

1 顯、隱性基因的提出

早在基因的本質認識之前，就提出了基因的顯性和隱性概念，孟德爾在其豌豆雜交實驗中提出遺傳因子有顯性因子和隱性因子，當二者共存于一個植株時，表現出顯性性狀，當兩個因子均為顯性因子時，也表現出顯性性狀，只有兩個因子都為隱性因子時，才表現出隱性性狀。后來，隨著對遺傳現象的廣泛觀察和研究，又發現了共顯性，不完全顯性等現象。已經知道，性狀由基因決定，基因是表達一定功能產物的DNA堿基序列，其中儲存著遺傳信息，經過轉錄和翻譯表達（RNA和蛋白質），而表現出相應的性狀。同是DNA序列，為什么有的表現為顯性遺傳，有的表現為隱性遺傳，即如何理解基因的顯性和隱性。

2 分子水平的顯、隱性基因

首先必須明確基因的顯性和隱性是對二倍體生物而言，人等二倍體生物的基因成對存在，由于突變形成不同的基因型，基因型決定表現型即性狀。問題就轉化為不同的基因型如何表現出不同的性狀。一般來說，一個基因的性狀表現關鍵看它能否正常表達（量）及表達的產物是否正常（質）。一個基因突變后如果產物減少，無產物表達或產物無正常生物活性，那么該基因一般表現為隱性遺傳，因為對于二倍體生物而言一個基因的功能喪失或減弱，其等位基因正常即雜合子時，這對基因的作用可由正常的那個基因行使，整體看該性狀是正常的，即只能看到其正常等位基因的作用，突變基因的作用未表現出來即“隱性”。當兩基因功能都喪失或減弱時，其異常性狀就會表現出來，所以隱性基因只有純合時才表現出性狀。如鐮狀細胞貧血（sickle cell anemia）是常染色體隱性遺傳病，其分子基礎是血紅蛋白的β鏈基因突變為βs，形成異常產物HbS，當雜合子（βAβB）時，正常的β鏈基因βA可產生正常血紅蛋白（HbA），而βs導致異常血紅蛋白（HbS）形成，體內雖有HbA和HbS，但由于βA的產物HbA的存在可維持機體血紅蛋白正常的功能，只“看到”正常性狀，即認為βA表現為“顯性”，而βs的產物功能未看到，即認為βs表現為“隱性”，所以說突變的基因無正常生物特性時，該基因隱性。從這里可以看出顯性或隱性是從機體整體性狀來講的，而不是指基因的直接產物是否出現。一些先天性代謝病為常染色體隱性遺傳病，其分子基礎通常是某代謝酶的基因突變導致機體缺乏某種酶而引起代謝異常，如苯丙酮尿癥等，雜合子時，由于正常等位基因的存在而不表現異常，即突變基因隱性。

基因突變的結果多樣，突變的基因并非都是隱性，如果某基因突變后表達增強，則表現為顯性遺傳，如多指（軸后型）是常染色體顯性遺傳病，其分子基礎是相關基因13q31－q34重復，致使其產物增多，導致顯性。共顯性現象是等位基因的兩個不同形式基因，都可表達，且表達產物在機體有同等存在機會，有同等發生作用的機會，不存在正常與異常性狀區別，不存在顯性與隱性的差別，這也是基因突變的一種結果。這種情況機體中很多，如MN、ABO血型遺傳、多基因遺傳等。

不完全顯性是指雜合體（Dd）的表現介于顯性純合體（DD）與隱性純合體（dd）的表現型之間。這種情況其分子基礎與常染色體隱性遺傳一致，不同之處在于這類遺傳性狀（表現型）可以定量。實際上由于基因（d）突變后無功能產物，只有基因（D）表達正常產物，定量分析結果當然有dd＜Dd＜DD。如家族性高膽固醇血癥屬于這類遺傳，雜合子患者血清中膽固醇為300～400mg／dl，正常人的血清膽固醇含量為150～250mg／dl，純合子患者血清膽固醇含量為600mg／dl以上。實際上如果仔細分析鐮形細胞貧血癥，雖然是常染色體隱性遺傳，但雜合子患者體內有HbAHbS，缺氧時也會有輕微癥狀，癥狀介于正常人（HbAHbS）與患者（HbAHbS）之間。只在一般情況下（無缺氧時），雜合子表現正常而已。

3 基因突變

基因突變的形式多樣，突變的結果也是多種多樣，同一基因可發生多種突變，血紅蛋白的α鏈基因和β鏈基因有幾百種突變，在群體中表現出不同的結果，所以同一種病可表現出不同的遺傳方式。由此可見，基因的顯性和隱性是由于基因突變引起基因表達產物在質和量上發生改變，導致其相應的功能表現不同。當然基因的作用是很復雜的，而不是簡單的顯隱性差異，由于復雜的遺傳背景的作用及基因的多效性和遺傳的異質性等，使基因的遺傳方式表現多樣，所以具體問題具體分析。